CN104691358A - 增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实例提供了一种增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置，该方法主要包括：当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取电动汽车的增程器发电功率P_zc、在刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；将增程器发电功率P_zc和制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。本发明实施例可以根据额定允许充电功率，对增程工作模式下充电功率进行监督和限制，当预充电功率高于额定允许充电功率时，对能量回收进行梯度限制，在有效保护动力电池充电功率在安全范围内的同时，保证增程器功率的正常输出，使增程器尽可能的工作在最佳工作状态。

Description

增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电动汽车的能量回收技术领域，尤其涉及一种增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置。

背景技术

为了提高整车能量利用率，电动汽车通常应用制动能量回收技术，在车辆减速滑行以及刹车制动过程中，切换电动汽车的驱动电机处于发电状态，将车辆的部分动能转换成电能回馈给动力电池，从而实现制动和能量的回收再利用。而在增程式电动汽车中，增程器将被主要用于发电功能，以补充动力电池电量，有效增加续航里程。在不同温度、不同SOC(State ofCharge，荷电状态)情况下，电池管理系统要输出合理的“最大允许充电电流”值，在能保证回收较多能量的情况下，保护电池。

在现有的增程式电动汽车中，当增程器在进行发电处理时，如果车辆同时进行滑行或制动，无法将制动能量有效回收，具有明显的局限性。在制动能量回收时会出现充电功率过高的现象，进行充电功率限制时会改变增程器工作状态。而两缸机增程器震动噪声等整车NVH性能较差，变换增程器工况时会引起车辆动力舱震动，影响驾驶舒适性。

发明内容

本发明的实施例提供了一种增程式电动汽车的能量回收控制方法和装置，以实现在有效保护动力电池充电功率在安全范围内的同时，保证增程器功率的正常输出。

一种增程式电动汽车的能量回收控制方法，包括：

当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc、在刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；

将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。

优先地，所述的当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc,包括：

当电动汽车的增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc；

当所述电动汽车出现了刹车工况时，并且防抱死制动系统ABS不参与工作，则根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd；

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取倒托滑行工况时的制动回收功率P_zd。

优先地，所述的将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率,包括：

将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

当P_yx＜P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

优先地，所述的方法还包括：

根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

所述n为电机当前转速，η为电机的发电效率。

一种增程式电动汽车的能量回收控制装置，包括：

增程器发电功率计算模块，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc；

制动回收功率计算模块，用于计算出刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；

当前使用的制动回收功率确定模块，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。

优先地，所述的增程器发电功率计算模块，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc。

优先地，所述的制动回收功率计算模块，用于当所述电动汽车出现了刹车工况时，并且防抱死制动系统ABS不参与工作，则根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd；

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取倒托滑行工况时的制动回收功率P_zd。

优先地，所述的当前使用的制动回收功率确定模块，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

当P_yx＜P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

优先地，所述的装置还包括：

发电机的制动扭矩计算模块，用于根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

所述n为电机当前转速，η为电机的发电效率。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将预充电功率与动力电池的最大允许充电功率进行比较，给出了一种增程器电动汽车的制动能量回收策略，根据额定允许充电功率，对增程工作模式下充电功率进行监督和限制，当预充电功率高于额定允许充电功率时，对能量回收进行梯度限制，在有效保护动力电池充电功率在安全范围内的同时，保证增程器功率的正常输出，使增程器尽可能的工作在最佳工作状态，可以实现制动能量回收的多级控制，并最大限度提高充电效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例一提供的多个控制器共同协调完成制动能量回收控制策略的示意图；

图2为本发明实施例一提供的增程器发电功率呈现梯度变化的示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种增程式电动汽车的能量回收控制方法的处理流程图；

图4为本发明实施例二提供的一种增程式电动汽车的能量回收控制装置的结构图，图中，增程器发电功率计算模块41，制动回收功率计算模块42，当前使用的制动回收功率确定模块43，发电机的制动扭矩计算模块44。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

本发明实施例在增程式电动汽车上增加制动能量回收控制。增程器震动噪声等整车NVH性能较差，在进行制动能量回收限制时，首先限制制动回收能量，保证增程器能够稳定的运行。

本发明实施例中的制动能量回收控制策略由图1所示的多个控制器共同协调完成，主控制器是增程器控制器。其中，整车控制器、ABS(Anti-lockBraking System，防抱死制动系统)、电池控制器的主要作用是向增程器控制器提供控制所需信号。经增程器控制器处理后，将控制量(能力回收指令和电机输出扭矩)发给电机进行能力回收及保护操作。

本发明实施例在进行充电保护时，根据增程器发电功率和驱动电机功率进行制动能量回收限制，从而可使增程器发电功率呈现图2所示的梯度变化，实现制动能量回收的多级控制。

该实施例提供了一种增程式电动汽车的能量回收控制方法的处理流程如图3所示，包括如下的处理步骤：

步骤S310、当增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc，该P_zc即为发电机发电功率。上述车速和增程器发电功率之间的MAP图可以看成一种对应关系信息。

当增程器没有工作时，输出发电机发电功率P_zc＝0。

步骤S320、计算出刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd。

然后对车辆工作状态进行检测。当驾驶员发出刹车信号时，判断ABS是否参与工作，ABS工作时不进行能量回收；如果ABS不参与工作，将以最大限度回收能量。根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的MAP图，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd。

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的MAP图，获取倒托滑行工况时制动回收功率P_zd。

当车辆没有出现刹车或者倒托滑行工况时，则不进行能量回收。

步骤S330、本发明实施例提出的增程器工作时的一种充电保护策略是：将增程器发电功率和制动回收功率相加后得到的预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则执行步骤S340；否则，执行步骤S350。

步骤S340、则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

执行步骤S360。

步骤S350、当P_yx＜P_yc时，将以保证增程器正常工作为前提，首先对制动回收功率进行限制，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

执行步骤S360。

步骤S360、根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

n为电机当前转速，η为电机的发电效率。

上述增程器当前使用的制动回收功率P还可以表示为：P＝U·I，所述I为电池当前允许的最大放电电流，上述U为电池当前电压。

通过有线网络将上述发电机最大回收扭矩T发送给发电机。

实施例二

该实施例提供了一种增程式电动汽车的能量回收控制装置，其具体结构如图4所示，包括如下的模块：

增程器发电功率计算模块41，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc；

制动回收功率计算模块42，用于计算出刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；

当前使用的制动回收功率确定模块43，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。

进一步地，所述的增程器发电功率计算模块41，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc。

进一步地，所述的制动回收功率计算模块42，用于当所述电动汽车出现了刹车工况时，并且防抱死制动系统ABS不参与工作，则根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd；

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取倒托滑行工况时的制动回收功率P_zd。

进一步地，所述的当前使用的制动回收功率确定模块43，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

当P_yx＜P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

进一步地，所述的装置还包括：

发电机的制动扭矩计算模块44，用于根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

所述n为电机当前转速，η为电机的发电效率。

综上所述，本发明实施例通过将预充电功率与动力电池的最大允许充电功率进行比较，给出了一种增程器电动汽车的制动能量回收策略，根据额定允许充电功率，对增程工作模式下充电功率进行监督和限制，当预充电功率高于额定允许充电功率时，对能量回收进行梯度限制，在有效保护动力电池充电功率在安全范围内的同时，保证增程器功率的正常输出，使增程器尽可能的工作在最佳工作状态，可以实现制动能量回收的多级控制，并最大限度提高充电效率。

本发明实施例针对两缸机增程器工作时震动噪声等NVH性能较差，在制动能量回收过程中，可有效保持发动机的工作状态，防止因充电保护而引起的发动机工况变化，提高了驾驶稳定性。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以借助通用数值计算软件的二次开发功能来实现，该功能可通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实例或者实例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实例重点说明的都是与其他实例的不同之处。尤其，对于装置或系统实例而言，由于其基本相似于方法实例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种增程式电动汽车的能量回收控制方法，其特征在于，包括：

当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc、在刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；

将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。

2.根据权利要求1所述的增程式电动汽车的能量回收控制方法，其特征在于，所述的当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc,包括：

当电动汽车的增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc；

当所述电动汽车出现了刹车工况时，并且防抱死制动系统ABS不参与工作，则根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd；

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取倒托滑行工况时的制动回收功率P_zd。

3.根据权利要求1或2所述的增程式电动汽车的能量回收控制方法，其特征在于，所述的将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率,包括：

将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

当P_yx＜P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

4.根据权利要求3所述的增程式电动汽车的能量回收控制方法，其特征在于，所述的方法还包括：

根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

所述n为电机当前转速，η为电机的发电效率。

5.一种增程式电动汽车的能量回收控制装置，其特征在于，包括：

增程器发电功率计算模块，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车的车速信息，获取所述电动汽车的增程器发电功率P_zc；

制动回收功率计算模块，用于计算出刹车或者倒托滑行工况下的制动回收功率P_zd；

当前使用的制动回收功率确定模块，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，根据比较结果，确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率。

6.根据权利要求5所述的增程式电动汽车的能量回收控制装置，其特征在于：

所述的增程器发电功率计算模块，用于当电动汽车的增程器工作时，根据汽车当前的行驶模式和车速信息，查询预先设定的车速和增程器发电功率之间的MAP图，获取增程器发电功率P_zc。

7.根据权利要求5所述的增程式电动汽车的能量回收控制装置，其特征在于：

所述的制动回收功率计算模块，用于当所述电动汽车出现了刹车工况时，并且防抱死制动系统ABS不参与工作，则根据刹车前的车速，查询预先设定的刹车工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取当前刹车工况下的最大制动回收功率P_zd；

当车辆出现倒托滑行工况时，根据倒托滑行前的车速，查询预先设定的倒托滑行工况下的车速和最大制动回收功率之间的对应关系，获取倒托滑行工况时的制动回收功率P_zd。

8.根据权利要求6或7所述的增程式电动汽车的能量回收控制装置，其特征在于：

所述的当前使用的制动回收功率确定模块，用于将所述增程器发电功率P_zc和所述制动回收功率P_zd相加得到预充电功率P_yc，将所述预充电功率P_yc与动力电池的最大允许充电功率P_yx比较，当P_yx＞P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P为所述制动回收功率P_zd，所述增程器按照所述制动回收功率P_zd进行能量回收；

当P_yx＜P_yc时，则确定所述电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率为P，P＝P_yx-P_zc，所述增程器按照所述制动回收功率P进行能量回收。

9.根据权利要求8所述的增程式电动汽车的能量回收控制装置，其特征在于，所述的装置还包括：

发电机的制动扭矩计算模块，用于根据电动汽车的增程器当前使用的制动回收功率P计算出发电机最大回收扭矩T，计算方法如下：

$T=\frac{P}{n\·\mathrm{\η}}\×9550$

所述n为电机当前转速，η为电机的发电效率。